一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液的制作方法
【专利摘要】本申请公开了一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液。本申请的蚀刻液中不含氟化物，并且，蚀刻液的主要成分包括占蚀刻液总重量1-35％的过氧化氢、0.05-5％的无机酸、0.1-5％的过氧化氢稳定剂、0.1-5％的金属螯合剂、0.1-5％的蚀刻添加剂、0.1-5％的表面活性剂和0.1-5％的消泡剂，余量为去离子水。本申请的蚀刻液对环保无污染，反应温和容易控制，蚀刻后蚀刻锥角适宜、CD损失小、消泡性能好，提高了蚀刻液的整体性能，为高精度加工奠定了基础。
【专利说明】一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液
【技术领域】
[0001] 本申请涉及蚀刻液领域，特别是涉及一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液。
【背景技术】
[0002] 蚀刻是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术；蚀刻技术分为湿蚀刻 和干蚀刻。其中，湿蚀刻是采用化学试剂，经由化学反应达到蚀刻的目的。
[0003] 近年来，人们对液晶显示器的需求量不断增加的同时，对产品的质量和画面精度 也提出了更高的要求，而蚀刻的效果能直接导致电路板制造工艺的好坏，影响高密度细导 线图像的精度和质量。以往的液晶显示装置的金属配线中使用了铝或铝合金，但是随着液 晶显示器的大型化以及高分辨率化，与薄膜晶体管连接的栅极线和数据线会变长，这些配 线的电阻也会增加，因此产生信号延迟等问题。所以，研宄转向于电阻更低的材料即铜或 以铜为主成分的布线组合。钼具有与玻璃等基板的密合性高、难以产生向硅半导体膜的扩 散、且兼具阻挡性；因此，将包含铜、以铜为主成分的铜钼合金的层叠膜通过溅射法等成膜 工艺在玻璃等基板上成膜，然后经过将抗蚀剂等作为掩膜进行蚀刻的蚀刻工序而成为电极 图案。
[0004] 现有的双氧水系铜钼合金用蚀刻液，为了提高蚀刻钼合金的速度，常常加入氟化 物。添加氟化物的蚀刻液不足之处在于，第一，氟化物对环境极为不友好；第二，腐蚀能力 强，在试剂蚀刻过程中，往往难以控制蚀刻角度和蚀刻时间；第三，由于其强腐蚀性，对操作 人员和客户端设备的危险性也较高。目前，随着越来越多的生产者开始使用铜钼合金膜，对 加工精度的蚀刻液的需求大大增加，因此，亟需一种环境友好、生产安全、加工精度高，且易 于控制的蚀刻液。
【发明内容】
[0005] 本申请的目的是提供一种改进的双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液。
[0006] 为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：
[0007] 本申请公开了一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液，本申请的蚀刻液中不含氟化 物，并且，蚀刻液的主要成分包括占蚀刻液总重量1-35%的过氧化氢、0. 05-5%的无机酸、 0. 1-5 %的过氧化氢稳定剂、0. 1-5 %的金属螯合剂、0. 1-5 %的蚀刻添加剂、0. 1-5 %的表面 活性剂和〇. 1-5%的消泡剂，余量为去离子水。
[0008] 需要说明的是，本申请的蚀刻液采用适量的无机酸替代氟化物，并与表面活性剂、 消泡剂等配合，既避免了氟化物对环境的污染，又提高了蚀刻性能；并且，替换后的蚀刻液 反应相对温和，整个蚀刻易于控制，对操作人员和客户端设备也较安全。其中，无机酸主要 是促进被过氧化氢氧化的铜的溶解；本申请的优选方案中，无机酸选自硝酸、硫酸、磷酸、硼 酸中的至少一种。
[0009] 优选的，过氧化氢的用量为蚀刻液总重量的5-35% ;更优选的，过氧化氢的用量为 蚀刻液总重量的10-30%。
[0010] 需要说明的是，过氧化氢为铜钼合金的主要氧化剂，过氧化氢的含量在本申请的 范围内时，既可以保证蚀刻有效进行，同时也能控制时刻速率维持在适宜的范围内，从而蚀 刻量的控制也变得容易。
[0011] 优选的，无机酸的用量为蚀刻液总重量的0. 05-3% ;金属螯合剂的用量为蚀刻液 总重量的〇. 1-3% ;消泡剂的用量为蚀刻液总重量的0. 1-3%。
[0012] 本申请中，过氧化氢稳定剂的作用是稳定过氧化氢，因此，只要是通常作为过氧化 氢稳定剂使用的物质即可；本申请的优选方案中，考虑到蚀刻液的整体性能，过氧化氢稳定 剂选自二乙胺五乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸和聚丙烯酸胺的一种或两种。
[0013] 本申请中，金属螯合剂的主要作用是与在蚀刻过程中产生的金属离子形成螯合， 使其非活性化，从而抑制蚀刻液中过氧化氢的分解反应；优选的，金属螯合剂选自乙二胺四 乙酸、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、葡萄糖 酸、酒石酸钠、柠檬酸和羟基乙酸的至少一种。
[0014] 本申请中，蚀刻添加剂的主要作用是为了调节蚀刻速率，同时延长蚀刻液的使用 寿命，本申请优选的方案中蚀刻添加剂为有机酸、含氮杂环化合物和盐类中的至少两种；其 中，有机酸选自醋酸、苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、丁酸、戊酸和甘氨酸中的 至少一种；含氮杂环化合物选自喹啉、8-羟基喹啉、苯并三唑、羟甲基苯并三唑、咪唑和苯 并咪唑中的至少一种；盐类选自酒石酸盐、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠和海藻酸钠中的至少一 种。
[0015] 本申请中，表面活性剂的主要作用是能够有效提高蚀刻液对基板的润湿性和渗透 性，同时不易产生残渣，优选采用磺酸型物质；本申请的优选方案中，考虑到蚀刻液的整体 性能，优选的，表面活性剂选自烷基磺酸、烷基苯磺酸和二辛基琥珀酸磺酸钠中的至少一 种。
[0016] 本申请中，由于表面活性剂的加入使蚀刻液的起泡性增强，从而阻碍了基板与蚀 刻液的接触，引起蚀刻精度差，蚀刻面粗糙等缺陷，因此，本申请的蚀刻液中添加了消泡剂， 优选采用聚醚类消泡剂；本申请的优选方案中，考虑到蚀刻液的整体性能，优选的，消泡剂 选自壬基酚聚氧乙烯5醚、壬基酚聚氧乙烯10醚、十二烷基醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯 5醚、辛基酚聚氧乙烯5醚、聚氧乙烯烷基酚醚和聚氧乙烯脂肪醇醚中的至少一种。
[0017] 由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
[0018] 本申请的蚀刻液，不添加氟化物，对环保无污染；并且，反应温和容易控制，蚀刻后 蚀刻锥角适宜、CD损失小、消泡性能好，提高了蚀刻液的整体性能，为高精度加工奠定了基 础。
【具体实施方式】
[0019] 随着铜钼合金膜的广泛使用，对一种能够提高加工精度的蚀刻液的需求大大增 加；而现有的蚀刻液，如前面所述，不仅对环境不友好，而且蚀刻难以控制，无法满足高精度 加工的需求；因此，本申请研制出一种理想的不含氟的双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液，不仅 可以保证很好的蚀刻性能，同时不会对玻璃基板、硅层等产生腐蚀，并且不含氟化物，对环 境无污染。需要说明的是，氟化物主要是与Mo反应，而在铜钼的体系当中Mo的厚度相对较 小，所以本申请的蚀刻液中虽然不含氟化物，但是对蚀刻速度的影响很小；并且，由于采用 了无机酸、过氧化氢稳定剂、金属螯合剂、蚀刻添加剂、表面活性剂和的消泡剂等配合，在保 障蚀刻性能的同时，其蚀刻速度也和添加氟化物的蚀刻速度相差无几。
[0020] 下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进 一步说明，不应理解为对本申请的限制。
[0021] 实施例
[0022] 本例的蚀刻液由过氧化氢、无机酸、过氧化氢稳定剂、金属螯合剂、蚀刻添加剂、表 面活性剂、消泡剂和去离子水组成。本例中，无机酸具体采用硫酸；过氧化氢稳定剂采用聚 丙烯酸胺；金属螯合剂采用羟基乙酸；蚀刻添加剂由含氮杂环化合物和盐类组成，具体的， 含氮杂环化合物采用咪唑，盐类采用海藻酸钠；表面活性剂采用市场购买的OT表面活性 剂；消泡剂采用市场购买的NP-5,即壬基酚聚氧乙烯5醚。本例分别对以上组分的用量进 行了试验，并设置了四个对比试验，详见表1，表1中各百分比均为重量百分比，即该组分占 蚀刻液总重量的百分比，余量为去离子水。
[0023] 表1各组分的用量和对比试验
[0024]
【权利要求】
1. 一种双氧水系铜钼合金膜用蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻液中不含氟化物，并且， 蚀刻液的主要成分包括占蚀刻液总重量1-35%的过氧化氢、0. 05-5%的无机酸、0. 1-5%的 过氧化氢稳定剂、〇. 1-5 %的金属螯合剂、0. 1-5 %的蚀刻添加剂、0. 1-5 %的表面活性剂和 0. 1-5%的消泡剂，余量为去离子水。
2. 根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于：所述过氧化氢的用量为蚀刻液总重量 的 5-35%。
3. 根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于：所述过氧化氢的用量为蚀刻液总重量 的 10-30%。
4. 根据权利要求1所述的蚀刻液，其特征在于：所述无机酸的用量为蚀刻液总重量的 0. 05-3% ;所述金属螯合剂的用量为蚀刻液总重量的0. 1-3% ;所述消泡剂的用量为蚀刻液 总重量的〇. 1-3%。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的蚀刻液，其特征在于：所述无机酸选自硝酸、硫酸、 磷酸、硼酸中的至少一种。
6. 根据权利要求1-4任一项所述的蚀刻液，其特征在于：所述过氧化氢稳定剂选自二 乙胺五乙酸、N-羟乙基乙二胺三乙酸和聚丙烯酸胺的一种或两种。
7. 根据权利要求1-4任一项所述的蚀刻液，其特征在于：所述金属螯合剂选自乙二胺 四乙酸、氨基三乙酸、二亚乙基三胺五乙酸、二乙烯三胺五乙酸、羟乙基乙二胺三乙酸、葡萄 糖酸、酒石酸钠、柠檬酸和羟基乙酸的至少一种。
8. 根据权利要求1-4任一项所述的蚀刻液，其特征在于：所述蚀刻添加剂选自有机酸、 含氮杂环化合物和盐类的至少两种； 所述有机酸选自醋酸、苯酚、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚、丁酸、戊酸和甘氨 酸中的至少一种； 所述含氮杂环化合物选自喹啉、8-羟基喹啉、苯并三唑、羟甲基苯并三唑、咪唑和苯并 咪唑中的至少一种； 所述盐类选自酒石酸盐、庚糖酸盐、葡萄糖酸钠和海藻酸钠中的至少一种。
9. 根据权利要求1-4任一项所述的蚀刻液，其特征在于：所述表面活性剂选自烷基磺 酸、烷基苯磺酸和二辛基琥珀酸磺酸钠中的至少一种。
10. 根据权利要求1-4任一项所述的蚀刻液，其特征在于：所述消泡剂选自壬基酚聚氧 乙烯5醚、壬基酚聚氧乙烯10醚、十二烷基醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯5醚、辛基酚聚 氧乙烯5醚、聚氧乙烯烷基酚醚和聚氧乙烯脂肪醇醚中的至少一种。
【文档编号】C23F1/18GK104498951SQ201410764798
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】康威, 陈昊, 鄢艳华 申请人:深圳新宙邦科技股份有限公司